Цифровой измеритель частоты пульса

 

ОПИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 532823 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявл ено 19.05.75 (21) 2136933/21 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25-10-76. Бюллетень № 39 (45) Дата опубликования описания06.04.77 (51) М. Кл.

G01R 23/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам нзооретеннй н открытий (53) УДК

621,317.761 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Губарев, Н. П. Голубинский и Е. Н. Ковалев (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ ПУЛЬСА

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться в медицине в кардиодиагностической аппаратуре, в частности для контроля за сердечной деятельностью человека.

Известен измеритель частоты пульса, содержащий преобразователь, реализующий обратную функцию, преобразователь напряжение — время и счетчик импульсов с цифровой индикацией (1) .

Этот измеритель обладает недостаточной точностью изм ерения.

Известен также цифровой измеритель частоты пульса, содержащий времязадающую цепь, состоящую из резистора и зарядного конденсатора, диоды, запоминающий конденсатор, подключенный ко вхо— ду формирователя на полевом транзисторе, выход которого через преобразователь напряжение- время связан со входом счетчика, а также управляемый вентиль, управляющий электрод которого соединен с источником запускающих импульсов и вторым входом преобразователя напряжение — время (2) .

Однако этот цифровой измеритель частоты пульса также обладает недостаточной точностью измерения.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Это достигается тем, что цифровой измеритель частоты пульса снабжен дополнительным диодом и, по крайней мере двумя R С вЂ” цепями, соединен ными через диоды с анодом управляемого вентиля, а зарядный конденсатор включен параллельно электроду анод — катод управляемого вентиля и через дополнительный диод — параллельно входу формирователя на полевом транзисторе.

Йа фиг. 1 дана структурная эгзктрическая схе10 ма предлагаемого цифрового измерителя частоты пульса; на фиг. 2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Цифровой измеритель частоты пульса содержит времязадающую цепь состоящую из послецова15 тельно соединенных резистора 1 и зарядного конденсатора 2, преобразователь напряжение — время 3, счетчик 4, две RC — цепи, состоящиеизконденсатора5.

6 и резистора7, 8 соответственно и соединенные через соответствующие диоды9 и 10 с анодом

20 управляемого вентиля 11, параллельно электроду анод — катод которого включен зарядный конден. сатор 2, который в свою очередь через дополнительный диод 12 подключен параллельно формирователю, выполненному на полевом транзисторе 13.

25 Ко входу формироьателя. выполненного на аоле532823 вом транзисторе 13 подключен запоминающий конденсатор 14.

Работа данного измерителя заключается в следующем.

В исходном состоянии управляемый вентиль 11 закрыт, в результате чего зарядный конденсатоо 2, конденсаторы 5 и 6 и запоминающий конденсатор 14 заряжены до напряжения, определяемого соотношением сопротивлений делителя из резисторов 1,7 и 8. При этом на истоке полевого транзистора

13 сохраняется напряжение, близкое к напряжению на затворе (фиг. 2 б, в., г) и равное u, u, u,à импульсы на выходе преобразователя напряжение — время 3, служащие для формирования пачек импульсов, поступающих на пересчет и индикацию в счетчике 4, отсутствуют.

Диаграммы напряжений, представленные на фиг. 2, поясняют работу измерителя для макси мального периода повторения входных импульсов (частота пульса 20 удар/мин, период повторения входных импульсов 3 сек) .

Запускающий импульс поступает на управляемый вентиль 11 и преобразователь напряжение — время 3, при этом конденсатор 2 быстро разряжается через открытый управляемый вентиль 11 (момент времени t,). а на конденсаторах 5 и 6 напряжения медленно убывают, так как диоды 9 и

10 находятся под обратным смещением. Скорости убывания на этих конденсаторах 5,6 напряжений определяются постоянными времени RC- цепочек и выбираются такими. чтобы по мере нарастания напряжения на зарядном коцпенсаторе 2, диоды 9 и

10 отпирались последовательно во времени (момен ты 1, на фиг. 2). Диод 9 отпирается, когда напряжение на зарядном конденсаторе 2

U > превысит напряжение U на конденсаторе 5, а диод 10 отпирается, когда напря>кение U на зарядном конденсаторе 2 превысит напряжение

Ц на конденсаторе 6. При отпирании диодов 9 и 10 постоянная времени всей зарядной цепи дискретно увеличивается, что приводит к дискретному уменьшению крутизны экспонент на зарядном конденсаторе 2, в результате чего на нем формируется напряжение, которое через диод 12 передается на запоминающий конденсатор 14

Таким образом, в устройстве обеспечивается экспоненциально — кусочная аппроксимация гиперболической функции, дающая более высокую точность преобразования по сравнению с кусочно-линейной .

С приходом второго запускающего импульса весь процесс на зарядном конденсаторе 2 и на з конденсаторах 5 и 6 повторяется, а напряжение на запоминающем конденсаторе 14 сохраняется, так как диод 12 заперт. Напряжение на выходе полевого транзистора 13, соответствующее периоду повторения входных импульсов (верменной интервал

3О,— 1 ) поступает на вход преобразователя напряжение — время 3, на выходе которого формируются импульсы, длительности которых убывают пропорционально входному напряжению. Эти импульсы формируются в момент прихода запускающих импульсов на вход измерителя и имеют малую длительность, обеспечивая высокую точность измерения при наличии саморазряда запом инающего конденсатора 14. С выхода преобразователя напряжение — время 3 импульсы формируются в пачки, 20 которые затем поступают на пересчет и индикацию в счетчик 4.

Формула изобретения

Цифровой измеритель частоты пульса, содержащий времязадающую цепь, состоящую из резистора и зарядного конденсатора, диоды, запоминающий конденсатор, подключенный ко входу формирователя на позп левом транзисторе, выход которого через преобразователь напряжение — время связан со входом счетчика, а также управляемый вентиль, управляющий электрод которого соединен с источником запускающих импульсов и вторым входом преобразователя напряжение — время, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения, он снабжен дополнительным диодом и, по крайней мере, двумя RC — цепями, соединенными через диоды с анодом управляемого вентиля, а зарядный конденсатор включен параллельно электроду анод--катод управляемого вентиля и через дополнительный диод — параллельно входу формирователя на полевом транзисторе.

Источники информации, принятые во внимание

45 при экспертизе:

1. Патент США % 3581735, класс 128 — 2.05, 11.08.71.

2. Утямышев P. И. Радиоэлектронная аппаратура для электрофизиологических исследований, 50 "Энергия", 1969,